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高速永磁電機由于具有效率高、功率密度大、體積小，特別是省去增速箱等諸多優(yōu)點，在壓縮機、飛輪儲能、電主軸以及高速機床得到越來越廣泛的應(yīng)用。
永磁電機采用燒結(jié)鐵硼永磁材料，其抗壓強度較大而抗拉強度很小(一般<80MPa)，在高速電機轉(zhuǎn)子離心力成為主要載荷的情況下，考慮到永磁體難以承受巨大的離心力，必須對永磁體采取保護措施。
目前，最常用的保護措施一種是采用碳纖維綁扎永磁體，另外一種是在永磁體外面加一高強度非導(dǎo)磁合金保護套。有學(xué)者對一臺60000r/min的高速永磁電機設(shè)計了合金保護套，并對靜止和旋轉(zhuǎn)等不同工況下的轉(zhuǎn)子機械強度進行了理論分析和二維有限元計算，理論分析和有限元分析結(jié)果相吻合。另外一些學(xué)者用有限元法對高速永磁電機轉(zhuǎn)子應(yīng)力進行了分析，對一臺額定轉(zhuǎn)速60000r/min的高速永磁電機，分析了過盈量求解以及護套和永磁體的應(yīng)力的解析法，并用Ansys Workbench分析了護套和永磁體的應(yīng)力，理論計算值與有限元仿真結(jié)果接近。還有一些研究人員推導(dǎo)出了兩層過盈配合、三層過盈配合轉(zhuǎn)子的應(yīng)力場、應(yīng)變場、位移場的解析公式，并利用有限元方法驗證了解析公式的正確性，同時以一臺額定轉(zhuǎn)速120000r/min，10kW的高速永磁同步電機為例，給出了兩種常用過盈配合高速電機轉(zhuǎn)子的強度設(shè)計方法。
但以上研究都只是針對合金保護套，沒有涉及碳纖維復(fù)合材料保護套。其中一些學(xué)者用3D實體單元分析計算了飛輪儲能復(fù)合材料轉(zhuǎn)子工作時的應(yīng)力分布。研究人員對飛輪儲能非均質(zhì)各向異性復(fù)合轉(zhuǎn)子，建立了計算模型，得到了復(fù)合材料飛輪在工作轉(zhuǎn)速下的應(yīng)力和位移的解析公式，并分析了不同材料對應(yīng)力、位移分布的影響。對飛輪儲能三層復(fù)合材料轉(zhuǎn)子推導(dǎo)了應(yīng)力和位移的解析公式，并對復(fù)合飛輪進行了優(yōu)化設(shè)計。另外，用解析法和3D有限元法計算了碳纖維和玻璃絲纖維兩層復(fù)合飛輪的應(yīng)力與位移分布。
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